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申请/专利权人：中国科学技术大学

摘要：本发明公开了一种超光谱卫星的对流层水汽柱总量反演方法及应用系统，它是一种针对水汽广泛存在于对流层的客观事实，利用可见超光谱卫星提供的原始数据，实现对流层水汽柱总量反演的方案，方案中计算斜柱浓度并选出反演效果最佳的反演波段，不仅可以保证反演精度还可以提高后续反演成功率；再通过约束逼近真实柱总量，插值出反演成功的先验廓线，从而有效计算对流层校正系数，进而校正对流层真实水汽柱总量，确保反演结果的准确性。

主权项：1.一种超光谱卫星的对流层水汽柱总量反演方法，其特征在于，包括：在初始反演波段范围内，比较卫星观测到的对地观测谱和对日参考谱的差异，获得地球大气对太阳辐射的总吸收信息；利用所述地球大气对太阳辐射的总吸收信息，计算水汽斜柱浓度；结合所述水汽斜柱浓度，从所述初始反演波段范围内选出最佳反演波段；针对卫星观测的任意空间像元，在所述最佳反演波段进行多次逼近反演计算，每一次逼近反演计算中，利用从预先构建的水汽散射敏感度查找表以及先验廓线查找表中获得的水汽散射敏感度与先验廓线，以及所述最佳反演波段对应的水汽斜柱浓度，计算相应的水汽柱总量，在逼近反演成功时，相应的水汽柱总量为真实水汽柱总量，并结合先验廓线查找表插值计算出相应的先验廓线；利用所述逼近反演成功时插值计算出的先验廓线，计算水汽柱总量的对流层校正系数；利用所述水汽柱总量的对流层校正系数，计算出对流层水汽柱总量；所述逼近反演计算的过程包括：初次逼近反演计算时，计算初始水汽柱总量co，表示为： 其中，表示最佳反演波段对应的水汽斜柱浓度，表示利用水汽散射敏感度mz与先验廓线计算初始大气光子路径l0；之后，根据初始柱总量c0或前一次逼近反演计算的水汽柱总量cN-1与先验廓线查找表，插值出相应的先验廓线；记当前为第N次逼近反演计算，利用插值计算出的先验廓线计算水汽柱总量cN，计算公式为： 其中，表示利用水汽散射敏感度mz与先验廓线计算相应的大气光子路径lN；在逼近反演成功时，相应的水汽柱总量为真实水汽柱总量，并结合先验廓线查找表插值计算出相应的先验廓线包括：当前逼近反演计算的次数值未超出设定值，即N未超出设定值，且前一次逼近反演计算的水汽柱总量cN-1，与当前逼近反演计算的水汽柱总量cN的相对偏差小于阈值，则表示逼近反演成功，相应的水汽柱总量cN为真实水汽柱总量；结合先验廓线查找表插值与前一次逼近反演对应的先验廓线插值计算出当前逼近反演对应的先验廓线所述利用所述逼近反演成功时插值计算出的先验廓线，计算水汽柱总量的对流层校正系数包括：将所述逼近反演成功时插值计算出的先验廓线记为分别计算水汽的整层信息与水汽的对流层信息表示为： 其中，z0和ztrop分别表示地表高度和大气顶高度，当云层遮蔽时，z0表示云顶高度；zsurface和ztrop分别表示地表高度和对流层顶高度；利用水汽的整层信息与水汽的对流层信息计算真实水汽柱总量的对流层校正系数，表示为： 所述利用所述水汽柱总量的对流层校正系数，计算出对流层水汽柱总量包括：将卫星观测的任意空间像元记为lat,lon，通过下式计算对流层水汽柱总量：ctroplat,lon＝k2lat,lon×cNlat,lon其中，k2lat,lon表示卫星观测的任意空间像元lat,lon处的水汽柱总量的对流层校正系数，cNlat,lon表示卫星观测的任意空间像元lat,lon处的真实水汽柱总量。

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百度查询： 中国科学技术大学 超光谱卫星的对流层水汽柱总量反演方法及应用系统